Aprende a diseñar redes como un profesional

¡¡Buenas, amigos informáticos!! Hoy les traigo algunos pensamientos sobre una de las tantas ramas de la informática que me gusta. Debo confesar que esta nota comenzó con un par de lineas y por no querer dejar nada afuera, así de extensa terminó. Aunque creo que daba para unas 10 páginas más por lo importante de la información; abarco diseño y un poco sobre topologías de red. Ya sé que algunos conocen las variantes para crear topologías, pero mi intención es contarles casos concretos, porque me encontré con varias personas que se “dedican” al networking, pero fallan en algo básico e importante a la vez, haciendo redes ineficaces e incopetentes.

Por esto y varias razones más, les voy a contar algunos pensamientos, ejemplos y experiencias personales sobre topologías, lo único que voy a aclarar es que todo lo referido a topologías va a ser en el aspecto físico (hardware) y no lógico (protocolos, etc) que lo dejaremos para más adelante, si es que les interesa.

¿ Porqué es tán importante conocer los detalles de las topologías de red?

Para encarar esta respuesta, es importante hablar un poco de diseño de networking, siendo las topologías una de las partes a cubrir. En cuanto a diseño les recomiendo un estudio profundo del modelo Cisco de tres capas, con el cual, las cosas se facilitan y sobre todo, funcionan. Igualmente voy a contarles algunos aspectos a tener en cuenta en el diseño, para luego adentrarnos a las topologías que son nuestro tema principal.

Diseñando y respondiendo preguntas

Para mi, el diseño es uno de los puntos mas interesantes porque al diseñar hay que saber de muchas cosas: variantes,dispositivos de red, cableado estructurado, servidores, servicios, electricidad, materiales de construcción, seguridad, y varios etc…… En resumen, hay que tener muchas “herramientas” para llevar adelante un diseño coherente y eficaz, el cual es dificil de encontrar hoy en día. Por eso el diseño no siempre depende de una sola persona o un solo departamento….aunque debo confesar que conocí una persona capaz de lograrlo…..

La mejor manera de abarcar los puntos más importantes, es responder a estas preguntas básicas, las cuales nos van a dar los parámetros para diseñar lo mejor posible:

– ¿Quienes van a usar la red?

Hay que tener en cuenta quienes van a utilizar la red para ver que necesitan, a modo de ejemplo, no es lo mismo montar una red en un laboratorio de universidad, que en una oficina contable dónde los usuarios sólo hacen uso de internet, comparten archivos o alguna pequeña base de datos de clientes, etc, pero carecen totalmente de conocimiento informático. Esto puede ser un factor importante porque de ser este caso, uno no puede delegar ninguna tarea administrativa a ningun usuario, con lo cual el tipo de software y hardware queda condicionado; el requerimiento es leve en cuanto a potencia de equipos y configuración.

– ¿Para que se va a utilizar la red?

Esto hace referencia a que tipos de necesidades se debe apuntar. En un estudio de diseño multimedia no se manejan los mismos Pc, los mismos tamaños de archivos y necesidades que en un estudio contable. Por eso hay que tener en claro que tipo de tráfico va a tener esta red (impresoras, internet, FTP, etc).

– ¿Hasta que punto se va a expandir esta red?

Esto es pensar a futuro, lo que se llama escalabilidad. Hay que pensar hasta que punto puede llegar a crecer la red, sin necesidad de tener que cambiar las topologias y configuraciones. Esto es, lo que en la mayoría de los casos, trae problemas en las redes actuales. He visto atrocidades de cableado, hubs y switches porque la red crecio tan rápido, que con tal de abastecer a todos de los servicios de la red, se llevó a cabo el famoso “Provisorio para siempre” haciendo que la red colapse en muy poco tiempo, habiendo perdido dinero, tiempo y quizás el trabajo…

– ¿Valor de los datos para establecer seguridad?

Si alguien lee un poco sobre seguridad o está en tema, aquí hago referencia a lo que se llama “El valor de los activos”. Esto quiere decir que hay que saber el valor de la red, tanto en hardware como en software y sobre todo, que valor tiene lo que pasa por adentro de esos cables, que es la información; lo más caro dentro de una empresa por más pequeña que sea.

La seguridad es algo más que importante y difícil de lograr, porque son muchos los temas que hay que abarcar dando como resultado muchas variantes que llevan su estudio, tiempo y sobre todo precio. Pero un administrador de redes debe conocer sin falta, las medidas de seguridad como para que la red no muera en una semana o cosas por el estilo.

– ¿Disponibilidad de la red?

Esto tiene que ver con la seguridad también, pero si bien el punto ideal al que se llegó (99,995 % de disponibilidad) es casi imposible, hay que pensarlo. Generalmente en las empresas, este es un punto que hay que defender a capa y espada porque lo principal es que se pierde dinero (mucho ¡¡¡) por cada segundo en el que algún servicio no está disponible.
Esto hace pensar en la garantía de los servicios, tanto en la LAN como en los servicios externos que muchas veces dependen de los ISP, etc. En cualquiera de los dos casos, LAN o WAN, hay que pensar como debe ser, porque quizás esto requiera otro tipo de hardware y software que modifíca nuestra topología.

– ¿Presupuesto?

Y por último, algo que nos va a limitar el diseño. La cantidad de dinero que dispongamos para la red, va a ser el punto condicional más grande. Esto nos va a limitar, pero , si tenemos en cuenta los puntos anteriores, le podemos sacar mucho provecho. ¿Cómo?, por ejemplo, si necesitan un servidor para alojar texto, una base de datos y navegar por internet, podemos invertir en un pc que acondicionaremos como servidor, aumentando la capacidad de las placas de red, bajando el costo de las Pc que se van a conectar a este servidor ya que utilizaran los recursos de este y para cosas muy básicas. El resto lo podemos destinar a un cableado, un buen router-firewall, etc.

En este ejemplo queda bien en claro que el diseñador es el que marca la diferencia, quizas en vez de comprar un router Cisco de baja gama (pienso que es lo mejor que hay en el mercado y costoso a la vez), podemos rutear con un server linux, algun firewall-Linux, etc.


“El diseñador marca la diferencia, eficiencia y sobre todo, da la mejor solución”.

Ahora que tenemos algunas vistas generales de como diseñar una red vamos a caer en las topologías. ¿ Porqué es esto tan importante?

Lo es por la simple razón de que es la base física de nuestra red y si la base física está mal, nada se podrá construir sobre esta. Por eso es necesario conocer las distintas topologías para optar y, como digo siempre, adaptar la tecnología a la necesidad y no al revés.

Sin más rodeos, veamos las distintas topologías a las que voy a adjuntar algunos dibujos hechos con el software DIA, como para ejemplificar y mostrar en que tipo de situación se podrían usar .

TOPOLOGIA EN ESTRELLA

Todos los nodos estan conectados a un nodo central. Este tipo de topología tiene la ventaja de que todo se centraliza en un punto, lo cual puede ser bueno para la administración, pero también tiene un punto de falla importante y es que si el nodo central al que estan todos conectados, la red cae y no puede seguir funcionando. Otra desventaja es que no hay redundancia, o sea que si un cable de red entre el nodo central y otro nodo se corta o algo le sucede, el aislamiento de este último es total. Otro problema es que el nodo central debe tener un hardware amplio con el cual puede sostener todos los nodos que estan conectados a él. Otro punto importante es que cualquier ataque DoS ( Denied of Service) o similar, al nodo central, es fatal para la red, así también como cualquier error. Se podría decir que la red está en manos de un sólo Dios.

Pero hay que reconocer que en las LAN es muy útil esta topología, por su fácil configuración, su bajo requerimiento, etc. Por eso las imágenes muestran algunos ejemplos.

Servidor que funciona como punto central de conexión de nodos

Switch concentrando los nodos de la red

TOPOLOGIA EN ARBOL

A esta topología la componen muchas topologías en estrella, pero con la particularidad de que están de manera jerárquica. Lo bueno de esto, es que los nodos centrales pueden derivar algunas tareas como para alivianar el trabajo. Así y todo, sufren de los mismos problemas que la topología en estrella, en cuanto a seguridad, cableados, etc.

Un ejemplo claro de esto, es el servicio mundial de DNS que son 13 servidores principales que manejan los DNS en conjunto con otros servidores DNS conectados a ellos en forma de estrella y manteniendo la jerarquía.

Topología en forma de árbol y ordenado jerarquicamente

TOPOLOGÏA DE BUS

En esta topología todos los nodos estan conectados a un cable central llamado bus central o backbone. En las puntas de este cable hay que usar unos terminadores (Terminators….como la pelicula ¡¡¡) que generan un acople de impedancia (cuando una señal de entrada se suma a otra de salida) haciendo que la señal no siga y vuelva. Entre las ventajas de esta topología, está la facil colocación y configuración. En contra tiene que son cables muy pesados y que no es muy escalable porque a medida que se suman equipos al backbone la señal se degrada y las colisiones de paquetes es tan grande que se termina perdiendo la transmisión.

Topología de Bus donde los nodos se conectan al Backbone

TOPOLOGIA EN MALLA

A mí parecer, esta topología es la mejor y la que se lleva todos los galardones en la teoría, pero no así en la práctica. Tiene redundancia completa, todos los nodos estan conectados entre si, dando como resultado una optimización del tráfico, el cuál puede hacer un balanceo de cargas para elegir el camino menos cargado para hacer la transmisión. Incluso si un host no enciende, la red sigue funcionando a la perfección, permitiendo una topología híbrida (cliente-servidor) perfecta. La gran contra, es que son caras por la gran cantidad de cableado que necesitan, las proximidades, etc. En contexto, es muy difícil llevar a cabo esta topología, pero lo bueno es saber que existe y conocer las grandes posibilidades que existen.

Como dato para los más curiosos, hay un proyecto del MIT que se está llevando a cabo en nuestro país hermano Uruguay, dónde las laptops crean una malla vía Wireless, optimizando la transmisión y las capacidades de la red. Para el que lo quiera leer el proyecto se llama “one hundred dollar laptops” y no tiene desperdicio, como la mayoría de las cosas que salen del MIT de EEUU.

Todos los nodos están conectados, logrando una redundancia total.

TOPOLOGIA EN ANILLO Y ANILLO DOBLE

Un host está conectado al de al lado y este al siguiente, terminando el recorrido de la red con una conexión entre el primer y el último host. Estas topologías usan un sistema de TOKENS, que para explicarlo rapidamente, es cuando cada host recibe un turno (TOKENS: palo que usaba una tribu para dar la palabra) para transmitir, cuando este termina de transmitir, pasa el TOKEN a otro host y así susecivamente. Para completar la explicación de como funciona logicamente esta topología, es como si un cartero (TOKEN) va por las puertas de las casas (hosts) dejando correo que le enviaron y llevandose correo que desea enviar. Lo que tiene como contra es que la transmisión es lenta lo cual se resolvió con un anillo doble, dónde uno se usa para enviar y otro para recibir. Lo bueno de el anillo doble combinado con TOKEN, es que al estar libre de colisiones ( porque cada uno transmite a su tiempo) se logra una transmisión segura, y ni hablar cuando se usa fibra óptica como medio de transmisión.

Anillo y anillo doble, diferenciados por colores

Bueno, creo que acá abarqué el diseño y las topologías más importantes. Obviamente que las topologías se pueden fusionar, dando otras alternativas o llamadas mixtas o híbridas.

Como último detalle les voy a comentar los cuatro pasos del diseño y puesta en funcionamiento, pero sin profundidad porque no es el motivo de la nota, pero sí que sepan que con todo esto que les conté y un poco más de estudio, pueden diseñar una buena red.

Los cuatro pasos para el diseño y puesta en funcionamiento de una red:

1) Requerimientos –> especificación de la red

2) Diseño de la red –> Topologías físicas y lógicas

3) Instalación –> armado, configuración y documentación de la red

4) Fase de prueba –> prueba de la red para ajustar lo que sea necesario dentro de la etapa anterior que sea necesaria

Estos cuatro pasos deben ser ciclicos y deben ser revisados cada un periodo de tiempo considerable, para llevar la documentación necesaria de nuestra red y poder tener siempre todo activo y sin problemas.

Espero no haberlos aburridos con tanta información y ojalá que puedan aplicar todo esto. Ya saben que cualquier duda pueden preguntar y si les gustó, también es bueno que lo digan como para motivar e impulsar a realizar estas humildes notas . Muchas gracias y un gran abrazo a todos ¡¡¡¡

Juancitux

Sin categoría

Deja una respuesta